火力发电厂负荷控制策略优化

间 、稳 定时 间和速 度变 动率 ， 电网对一 次调 频投 入
率 、一 次 调频 合 格率 进行 考 核 。对 Ａ Ｃ Ｇ 的考 核 指 标
附近 。
下图是典 型的一次调频 调节过程 ：
ｆ
是 ：调节 范 围、调节 速 率 、调 节精 度 。为 了满 足 两 个 细 则 的要求 ，减 少考 核 ，就 需 要对 机 组 的Ａ Ｃ Ｇ 控
２． 协 调 ＡＧＣ与 一 次调 频方 向相反 问题 ４
由于 频差 信号 产 生 的负荷信 号作 为 负荷前 馈 信 号 直 接 加 在 了汽 机 主 控 的入 口，汽 机 主控 在 一 次
调频 动 作后 立 即响应 ，汽 机主 控指 令增 加 ，但一 方
面 由于 频差 信 号产 生 的 负荷信 号 没有加 入负 荷指 令
管理 实施 细则 》要 求 ，对 广 东 电网并 网发 电厂负荷
控制 提 出了具 体 的指 标 要求和 考核 项 目。其 中 ，对
一
次 调 频 最 重 要 的 四 项 指 标 是 转 速 死 区 、 响 应 时
组 随后 开始 降 出力 的过程 ，Ｔ 时刻 可靠 跨 出调节 死
区 ，至 Ｔ 时刻 进入Ｐ 的调节 死 区 ，并稳 定运 行于 其 ７
信 号 ，导致 负荷 设定 值仍 然保 持一 次调 频前 的设 定
很 多情 况 下 ，都 会 发 生 由于Ａ Ｃ 令方 向与 一 Ｇ指 次调 频方 向不 一致造 成 的不合 格 问题 ， 由于 对一 次
值 。当汽机 调 门开大 ，机 组 负荷增 加后 就造 成 负荷
设 定值 与实 际 负荷产 生 了偏差 。另一方 面 由于汽 机
响应速度 。
２２ 机炉协调系统和 ＤＥ ． Ｈ系统使用相 同的频 差信 号
两 个细 则要 求发 电机 组一 次调频 的转速死 区 应
不超 过 ±２ ，因 此一 次 调频 的死 区应 按 照细 则 要 转 求进 行修 改 。有时我 们还 会希 望通 过减 小一 次调 频
的死 区来提 高 负荷 响应速 度 ， 以避 免被 考核 ，而 实
指令 方 向不一 致 时 ，应 闭锁Ａ Ｃ Ｇ 指令 的调节 ，优 先
满 足 一次调 频 的控制 需要 ，如 可 以考虑 用一 次调 频
动作 后６ ｓ ０ 内屏蔽Ａ Ｃ 令 ，来保 证～ 次调频 的正 确 Ｇ指
动作 。
２． 修 正 一次 调 频死 区和 负 荷调 节 的不 灵 敏度 ５
减 ， 以抵 消 由于 一 次 调 频 动 作 导 致 的负 荷 偏 差 信 号 。同时 ，弱 化机 炉协 调控 制系 统 中压 力控 制 回路 和 压 力稳 定 回路 的作用 ，使 得在 机组变 负荷初 期通 过 主 蒸汽压 力 的合 理波 动来提 高机 组对 一 次调频 的
为保 证 南 方 区 域 电网 的 安 全 、优 质 、经 济 运
设 点命令 ，机 组 开始涨 出力，到Ｔ 时刻可 靠跨 出Ｐ ｌ
的调节 死 区 ，然 后 到Ｔ时刻进 入 启磨 区 间，一直 到 。
行 ，提 高发 电机组 的供 电质量 ，促 进厂 网协 调 ，根
据 国家 电力监 管委 员会 《 南方 区域 并 网发 电厂辅 助 服务 管理 实施 细则 》和 《 南方 区域 发 电厂并 网运行
调频 不 正确 动 作 的考 核严 于对 Ａ Ｃ Ｇ 调节 精度 与 速度 的考 核 ，所 以在Ａ Ｃ Ｇ 的指 令方 向和一 次 调频 要 求 的
调 门开大 ，主汽 压力 下 降 ，导致压 力设 定值 与 实际 压 力之 间也产 生 了一个偏 差 。这 两个 因素 一起 导致
汽机 主控 指令减 小 ，与一 次调频作 用方 向相反 。 解 决方 法是 ：将 频差 信号 产 生的负 荷信 号 同时 加 入 到 负 荷 设 定 值 回路 ，使 负 荷 设 定 值 也 随 之 加
Ｔ 时刻 ，启 磨过程 结 束 ，机 组继 续涨 出力 ，至 Ｔ时 。 刻 第一 次进 入调 节死 区范 围 ，然后 在Ｐ附近 小幅 振 ： 荡 ，并 稳 定运 行 于Ｐ 附近 ，直 至Ｔ 时刻 ，Ａ Ｃ 制 Ｇ控 程 序对 该机 组 发 出新 的设 点命 令 ，功率 值 为Ｐ ，机 。
Ｉ
图中 ，ｆ 电 网频率 ，Ｎ 机 组有 功 功率 ， Ａｔ 是 是
是机 组参 与一 次调 频 的响应 滞后 时 间 ，ｔ是机 组参
与一 次 调 频 的稳 定 时 间 。当 电网 频 率变 化 超 过 死 区 时 ，经过 Ａｔ 响应滞 后 时 间 ，一次 调频 开始 动 的 图 中， Ｐ－ 是该 机 组可 调 的下 限出力 ， 尸 是 ｍ ｍ 埘 其 可 调 的上 限 出力 ， 是其 额 定 出 力 ， 是 其 启 停 磨 临 界 点功 率 。整个 过程 可 以这样 描述 ：Ｔ 时刻 ｏ 作 ，经过ｔ时 间后达 到稳定 ，此 次调节过程 结束 。 。
制 、一次调频 和协调控 制策略进 行优化 。
１ Ａ ＧＣ机组调节过程和一次调频调节过程
如 下 图 所 示 ，这 是 网 内某 台机 组 一 次 典 型 的 ＡＣ Ｇ 机组设 点控制过 程 。
△ ．＿ ＿
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广—一
：
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频 负荷 增量 不 能达 到 电网要求 的考虑 ，可 以通过 一
的 信 号 传 输 也 需 要 进 行 检 查 ，如 机 炉 协 调 系 统 和 Ｄ Ｈ 统 间 的指令 信 号 、汽 轮机 转 速信 号等 重要 信 Ｅ系
号 的传 输延 时和 测量精 度 。
９ ｏ 中圈 新耸 企 ２ １ ５ ２ 高 术 业 ０ ０ ２
部 分 时段存 在 速率 不达 标 。其原 因主要 是 部分 负荷
段 由于汽 压或 阀门流量 特性 处于 拐 点的 区域 ，而 由
变 负荷速 率与 机组 设定 的数值 与 会存在 一 定程度 的 偏差 。考 虑到 上述信 号 转换 与调 节过程 对变 负荷 速 率产 生 的偏差 ，机 组 的变负荷 速 率要 设得 比电网要 求 的高一些 。
２． 降低 信号 传 输延 时 ， 高机 组变 负 荷速 率 ６ 提
信 号 修 改 为 转 速 偏 差 信 号 ，并 将 此 转 速 偏 差 信 号 转 换 为对应 的负荷 信 号送 给 汽机 主控和 锅 炉主 控及
一
．
次 调 频 回路 。使Ｄ Ｈ 与 机炉 主 控用 同一频 差 信 Ｅ侧
除考 虑Ａ Ｃ ￣ 的传输 延 时 外 ，控 制 系统 内部 Ｇ ￥令
于 汽轮 机 阀 门流量计 算 不准确 ，导致汽 轮机 调 门开 度 变 化 ，机 组 负荷基 本 不变化 ，或机 组 负荷变化 过
小 ，不 能达到要 求 。
解 决方 法是 ：一 方面 是通 过性 能试 验 ，优化 阀 门流量 特 性 曲线 ，修 正 重叠度 ，另一方 面采 用增 大 速 率 的方 式来 解决 响应 速度 慢 的 问题 。针 对一 次调
Ａ Ｃ 指 令从 中调发 出到送 至机组 的协 调控制 系 Ｇ
统执 行 ，需要 经 过 以下 时 间 间隔 ： （ ）中调 控 制 １ 站 的扫 描周 期 ； （ ）数 据 的通 讯与Ａ Ｄ ／ 转 换 ２ ／ 、Ｄ Ａ
过程 ； （ ）Ｄ Ｓ ３ Ｃ 的数 据扫 描 与 处理 周 期 ； （ ）协 ４ 调控 制 系 统 的控 制 指令 的运 算 ； （ ）汽 轮机 和 锅 ５ 炉对 负荷 的 响应 过程 ； （ ）将 机组 有 功 功率 送 回 ６ 中调 控制 站 。综合 以上 因素 ， 中调统计 的机 组 实际
２ ７ 限制 一 次 调频 动作 对 锅 炉燃 烧 控制 的 影 响 ．
组 实发 功率满 足 调度 的要求 。从 而导致 对机 组负荷
指 令 的迟 延 。针 对这 种情 况 ，还 应对 Ｐ Ｏ Ｉ Ｒ Ｆ 回路进
为防 止一 次调 频动 作 时引起 锅炉 风 、煤 大幅波 动 ，一 次 调 频 量 应 该 同机 组 限速 后 的 负荷 指 令 分
２ 负荷控制 优化策 略
为 了提 高 负 荷 响应 的速 度和 精 度 ，根 据Ａ Ｃ Ｇ 机
以前 ，Ｔ时 刻 以前 ，该机 组 稳 定运 行在 出力值 Ｐ附 近 ，Ｔ时刻 ，Ａ Ｃ 制程序 对该机 组下 发功率 为Ｐ的 ｏ Ｇ控
组 调节 过程 和一 次调频 调节 过程 的特性 ，结合 机炉
炉 协 调系 统 的频差 信 号通过 频率 直接 得 出 ，在 实 际 应 用 中经 常出现 两侧信号不 同步 ，造成调节偏 差 。 解 决方 法是 ：将 一 次调频 逻辑 取用 的频 率偏 差
都设 计有Ａ Ｃ Ｇ 指令 的不灵 敏 区。而 为 了满 足Ａ Ｃ 节 Ｇ调 精度 的要求 ，需要将这数值 设得尽 量小 。
２ １ 弱化 机 炉协 调 控 制系 统 压 力拉 回 的作 用 ．
提 高 负荷增 量 。针 对Ａ Ｃ 少量 负荷 点不 满足Ａ Ｃ Ｇ在 Ｇ 指
标 的问题 ，可 以考虑 在协 调控 制系 统控 制 品质合 格 的前 提 下提 升 机组Ａ Ｃ 率 ，避 免 因过 于保 守而 造 Ｇ速
成 的 不 必 要 的损 失 。
开 ，从 而方 便实 现叠加 到汽 机功 率 回路 的一 次调频
行 完善 和优化 ，加 强机 组 负荷 变 化时 的响应速 度和
精度 。
速 率较 快 ， 以保 证汽机 侧 一次 调频 的动 作速度 和动 作 幅度 ，叠加 到 锅炉 回路 的一 次调频 速率 较低 ，且 有 死 区限制 ， 以使一 次调 频动 作 引起 锅 炉风 、煤 、 水等 的动作 频率较 小 。
际情 况 是这样 作 的效果 并不 明显 ，反而 增加 了动 作
次数 ，不利于系 统的稳定 。 负荷 调节 中设 置不 灵 敏 区是 为 了 降低Ａ Ｃ 令 Ｇ指 频繁 变化 对机 组稳 定性 的影 响 ，在协调 控 制系 统 中
ＤＨ Ｅ 系统 的频 差信号通 过转速偏 差换算得 出 ，机
号 ，消 除信号 不 同步 引起 的偏 差 。
２． 优 化 汽 轮 机 阀 门流 量 特 性 ， 大 一 次 调 频 调 节 量 ３ 增
和 ＡＧＣ 速 率
很 多 机 组在 正 常投 运 一 次 调频 和Ａ Ｃ ，绝 大 Ｇ时 部 分 时段满 足 两个 细则考 核模 块 的指标 要 求 ，但 在
火力发 电厂 负荷控制策 略优化
杨 霞 林
（ 华 广 东 国华粤 电 台 山发 电有 限 公 司 ， 东 台 山 ５ ９ ２ 神 广 ２ ２ ８）
摘要 ： 文章从 两个细则对火力发电厂一次调频和 Ａ Ｃ的要求 出发，通过分析机组 Ａ Ｃ调节过程和一次调频 Ｇ Ｇ
调 节过程 的特 性 ，结合机 炉协调控 制 系统 的机理 ，对 负荷控 制影 响 因素进行 了分析 ，并提 出了优化 策略 。 关键 词 ： 两个 细则 ； 次调 频 ； Ｇ ； 一 Ａ Ｃ 负荷控 制 中图分类号 ： ２３ Ｆ７ 文献标 识码 ： Ａ ． 文章 编号 ： ０９ ２７ ２ １ ） ４ ０９ — ３ １０ — ３４（０ ２ １— ０１ ０
２８ ． 引入 全厂 ＡＧＣ 系统
３ 负荷控制优化过程 中的安全风险
为 了满 足两 个 细 则对 一 次调 频和 Ａ Ｃ 节指 标 Ｇ调 的要 求 ，我 们 采 取 了很 多 措 施 来优 化 负荷 控 制 策
略 ，但 是在 负荷控 制优 化过程 中所 采用 的方法 、手 段 均必 须在安 全 的基础 上进行 ，防止给主 设备 带来 安全 隐 患 。而 实 际上我们 所采 取 的措施包 括提 高变
２ １ ５ ｏ 中阉高新斌术 ０ ２０ 金 ９１
协调 控制 系 统 的机 理 ，对 负荷 控制 影响 因素进 行 分
次调 频 响应 的试 验 ，修 改转速 不等 率 ，增 大一 次调
频 偏差 调节 量 。通过 这种 方式 增加 调 门开度 ，进 而
析 ，从 以下几个 方面 来对 负荷控 制策 略进行优 化 ：